Wat zijn nieuwe energiematerialen en apparaten?

De zogenaamde nieuwe energie verwijst naar de energie die niet op grote schaal is gebruikt en waar actief onderzoek en ontwikkeling plaatsvindt, die verschilt van conventionele energie zoals kolen, olie, aardgas en grote en middelgrote waterkracht. Zo zijn zonne-energie, windenergie, moderne biomassa-energie, geothermische energie, oceaanenergie en waterstofenergie allemaal nieuwe energiebronnen. Nieuwe energiematerialen zijn de belangrijkste materialen die worden gebruikt bij het realiseren van de transformatie en het gebruik van deze nieuwe energiebronnen en het ontwikkelen van nieuwe energietechnologieën.

Op dit moment zijn de meer bestudeerde en relatief volwassen nieuwe energiematerialen voornamelijk zonnecelmaterialen, energiebatterijmaterialen, brandstofcelmaterialen, biomassa-energiematerialen, windenergiematerialen, supercondensatoren, kernenergiematerialen, enz.

De belangrijkste van nieuwe energiematerialen en apparaten is de belangrijkste van onderzoek en ontwikkeling van belangrijke materialen en apparaatontwerp en fabricage van nieuwe energieconversie en -gebruik. Deze major is een van de eerste reeks majors die verband houden met nationale strategische opkomende industrieën die in 2010 door het ministerie van Onderwijs zijn toegevoegd, en het is een van de jongste majors in de materiële categorie van engineering.

Professor Li Meicheng zei dat de connotatie van de belangrijkste nieuwe energiematerialen en apparaten ligt in de integratie van nieuwe energiematerialen en apparaten. Anders dan traditionele materialen, zoals legeringsmaterialen, zijn nieuwe energiematerialen geen eenvoudige materialen, maar hebben ze structurele en functionele eigenschappen. Het kernmateriaal van zonnepanelen is bijvoorbeeld niet eenvoudig silicium, maar om een ​​bepaalde structuur te vormen (zoals PN-junctie) en kan een foto-elektrische conversiefunctie bereiken. Daarom is het onderzoek van nieuwe energiematerialen en apparaten niet alleen materialen of componenten, maar om de twee te combineren. Met andere woorden, de major richt zich op het doorbreken van de breuklijnen tussen nieuwe energiematerialen en apparaten.

Neem bijvoorbeeld elektrische auto's, waar de technologie van accu's snel evolueert. Een lithiumtitanaat-negatieve batterij heeft bijvoorbeeld de voordelen van snelle oplaadprestaties, lange levensduur, hoge veiligheid, enz., Het nadeel is lage energiedichtheid, hoge prijs, geschikt voor busgebruik. Onlangs heeft de koolstofnegatieve snelladende batterij echter snelle vooruitgang geboekt, en de hoge energiedichtheid en lage kosten zullen naar verwachting de lithiumtitanaat-negatieve batterij vervangen. Het maakt niet uit wat voor soort batterij, de materialen en apparaten zijn onafscheidelijk en van het uiteindelijke materiaal moet een batterij worden gemaakt. Dit is natuurlijk maar een klein deel van het onderzoeksveld van nieuwe energiematerialen en apparaten.

Wat zijn de onderzoeksgebieden van nieuwe energiematerialen en apparaten?

Professor Li Meicheng zei dat de huidige actieve onderzoeksgebieden van nieuwe energiematerialen en -apparaten belangrijk zijn:

Ten eerste het proces van energieomzetting. Bijvoorbeeld lichtenergie naar elektriciteit, lichtenergie naar warmte, lichtenergie naar chemische energie, windenergie naar elektriciteit, biomassa-energie naar elektriciteit, enzovoort. Zonnecellen zetten bijvoorbeeld lichtenergie om in elektriciteit en kunstmatige fotosynthese zet lichtenergie om in chemische energie.

Ten tweede, het opvangen en opslaan van energie. In november 2016 zat premier Li Keqiang een vergadering voor van de National Energy Commission, die het 13e vijfjarenplan voor energieontwikkeling beraadslaagde en goedkeurde. Li stelde voor om zich te concentreren op de ontwikkeling en het gebruik van hernieuwbare energie, met name de nieuwe energie op het net-technologie en energieopslag, de doorbraak van micronetwerktechnologie, de uitgebreide constructie "Internet +" wijsheidsenergie, het aanpassingsvermogen van het voedingssysteem verbeteren, het nieuwe energievermogen vergroten , ontwikkelen geavanceerde hoog rendement en energiebesparende technologie en energieconcurrentie de commandant hoogten van wetenschap en technologie. In 2016 keurde de National Energy Administration voor het eerst de bouw van het nationale grootschalige demonstratieproject voor chemische energieopslag goed, en stelde ook specifieke innovatiedoelen voor de energieopslagtechnologie van ultracondensatoren met grote capaciteit. Energieopslagtechnologie zal de komende vijf jaar een van de belangrijkste onderzoeksgebieden zijn. Bovendien zijn oppervlaktecoating van de waaier van windturbines (anticorrosie en andere eigenschappen), brandstofcellen, enz. Nieuwe onderzoeksgebieden voor energiematerialen en -apparaten.

Sensoren in geïntegreerde energiesystemen. Dit is een ander gebied waarop professor Li zich onlangs realiseerde dat nieuwe energiematerialen en apparaten op grote schaal kunnen worden gebruikt. Tegen de achtergrond van de voortdurende verdieping van de hervorming van het elektriciteitssysteem, waren de transformatie van het traditionele elektriciteitsnet en de bouw van het geïntegreerde energiesysteem de algemene trend, maar er is nog steeds een gebrek aan sleutelknooppunten of omschakelingen naar communiceer met elkaar. De toenemende complexiteit van de op het energiesysteem aangesloten energie vraagt ​​om een ​​intelligente inzet. Het huidige netwerk mist echter "ogen" en "oren" om energie snel en nauwkeurig in te zetten. Deze "ogen" en "oren", sensoren, zijn precies waar het beroep van nieuwe energiematerialen en -apparaten binnenkomt. Het is waarschijnlijk dat het gebruik van een nieuw energiemateriaal tot een geweldige innovatie zal leiden.

Hoe zit het met nieuwe energiematerialen en apparaten?

In juli 2012 organiseerde de North China Electric Power University het derde nationale symposium over de constructie van nieuwe energiematerialen en -apparaten. Meer dan 70 mensen namen deel aan het evenement, waaronder directeuren van nieuwe energiematerialen en -apparaten van meer dan 30 universiteiten, vertegenwoordigers van nieuwe energiebedrijven en brancheverenigingen, en uitgeverijen van nieuwe energie. Ni Weidou, academicus van Tsinghua University, spreekt over de ontwikkeling en de vraag naar talent op het gebied van nieuwe energie. Hij wees erop dat de ontwikkeling van de nieuwe energie-industrie een praktische weg moet inslaan, en dat hogescholen en universiteiten die gespecialiseerd zijn in nieuwe energie, moeten uitgaan van hun eigen kenmerken, de ontwikkelingsknelpunten moeten overwinnen en bijdragen aan de aanleg van nieuwe energie. China Renewable Energy Association fotovoltaïsche commissie adjunct-directeur, secretaris-generaal Wu Dacheng wees er tijdens de vergadering op, nieuwe energie opleiding van personeel moet de basisopleiding van universele talenten versterken, de redelijke introductie van leraren, uitwisselingen en gezamenlijk onderwijs versterken.

De achtergrond van nieuwe energiematerialen en -apparaten in verschillende universiteiten is heel verschillend, dus de cursussen hebben ook hun eigen kenmerken. Met de North China Electric Power University als voorbeeld, biedt het curriculum een ​​sterke combinatie van disciplines en kruispunten. Professor Li Meicheng zei dat de belangrijkste nieuwe energiematerialen en apparaten de volgende drie aspecten omvatten: het fysieke en chemische mechanisme is de basis, het materiaal is het hoofdlichaam en het apparaat is de prestatie van het materiaal. Hogescholen en universiteiten moeten hun eigen professionele kenmerken combineren en de drie organisch maken door middel van een redelijke curriculumomgeving.

Hoofdcursussen :(uitgebreide informatie van elke school)

Vaste-stoffysica, fysische chemie, materiaalchemie en fysica, energie, elektrochemie, voedingstechnologie, halfgeleiderfysica en -apparaten, materialen voor energieopslag en voorbereidingstechnologie, materiaalanalyse en testmethoden, energietransformatie en -toepassing, het geavanceerde energiebesparende technologieprincipe en technologie, zonnecellen, lithium-ionbatterijprincipe en -technologie, ontwerp voor energiesysteemintegratie, 's werelds nieuwe trend op het gebied van energieontwikkeling van lezingenreeksen, enz.

En nieuwe energiewetenschap en techniek groot verschil

Beide majors behoren tot de categorie techniek, maar nieuwe energiematerialen en apparaten behoren tot de materiaalcategorie, en nieuwe energiewetenschap en techniek behoren tot de categorie energievermogen. Wetenschap en techniek op het gebied van nieuwe energie zijn gericht op de nieuwe energie-industrie, met een sterke interdisciplinaire en grote professionele spanwijdte. De disciplinestichting is afkomstig uit meerdere wetenschappen en techniek en is nauw verwant aan natuurkunde, scheikunde, materialen, machines, elektronica, informatie, software, economie en vele andere majors. Volgens de sociale behoeften en hun eigen professionele accumulatie, hebben hogescholen en universiteiten hun eigen kenmerken van nieuwe energiewetenschap en -engineering opgezet, trainingsdoelen, curriculuminstellingen, belangrijke richting enzovoort zijn behoorlijk verschillend.